論文の概要: The quantum state of light in collective spontaneous emission
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.11348v2
- Date: Sat, 30 Mar 2024 17:04:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-02 15:54:17.612731
- Title: The quantum state of light in collective spontaneous emission
- Title（参考訳）: 集団自然発光における光の量子状態
- Authors: Offek Tziperman, Gefen Baranes, Alexey Gorlach, Ron Ruimy, Chen Mechel, Michael Faran, Nir Gutman, Andrea Pizzi, Ido Kaminer,
- Abstract要約: 集団自然放出は、複数の量子エミッターが共通の放射モードに崩壊する際に起こる。
我々は、放出中に量子相関が失われず、代わりに出力光に転送される条件で明らかにする。
本研究は, 連続可変型量子計算, 通信, センシングにおけるボソニック符号のための多光子量子光の生成と操作のための新しい経路を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Collective spontaneous emission occurs when multiple quantum emitters decay into common radiation modes, resulting in enhanced or suppressed emission. Here, we find the quantum state of light collectively emitted from emitters exhibiting quantum correlations. We unveil under what conditions the quantum correlations are not lost during the emission but are instead transferred to the output light. Under these conditions, the inherent nonlinearity of the emitters can be tailored to create desired photonic states in the form of traveling single-mode pulses, such as Gottesman-Kitaev-Preskill and Schr\"odinger-cat states. To facilitate such predictions, our work reveals the multi-mode nature of collective spontaneous emission, capturing the role of the emitters' positions, losses, interactions, and beyond-Markov dynamics on the emitted quantum state of light. We present manifestations of these effects in different physical systems, with examples in cavity-QED, waveguide-QED, and atomic arrays. Our findings suggest new paths for creating and manipulating multi-photon quantum light for bosonic codes in continuous-variable-based quantum computation, communications, and sensing.
- Abstract（参考訳）: 集団自然放出は、複数の量子エミッターが共通の放射モードに崩壊し、増強または抑制される。
ここでは、量子相関を示すエミッタから集合的に放出される光の量子状態を求める。
我々は、放出中に量子相関が失われず、代わりに出力光に転送される条件で明らかにする。
これらの条件下では、エミッターの固有の非線形性は、ゴーテスマン・キタエフ・プレスキルやシュリンガー・キャット状態のような移動単モードパルスの形で所望のフォトニック状態を生成するように調整することができる。
このような予測を容易にするために、我々の研究は、光の放出された量子状態におけるエミッタの位置、損失、相互作用、およびマルコフ力学の役割を捉え、集合的自発放出のマルチモードの性質を明らかにする。
これらの効果は, キャビティQED, 導波管QED, 原子配列など, 様々な物理系に現れる。
本研究は, 連続可変型量子計算, 通信, センシングにおけるボソニック符号のための多光子量子光の生成と操作のための新しい経路を提案する。
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